Проектировочный расчет Автомобиля КрАЗ - 65101

ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ 

Автомобиль КрАЗ - 65101: 

1. Тип автомобиля: грузовой.
2. Тип двигателя: дизельный, V – образный
3. Тип трансмиссии: механическая, пятиступенчатая
4. Колесная формула: неполноприводный, 6x4
5. Вместимость: большой грузоподъемности
6. Максимальная скорость: 95 км/ч
7. Величина максимального коэффициента сопротивления дороги - для грузовых автомобилей с колесной формулой 6x4 – 0,475.

 

1. Собственная масса  в снаряженном  состоянии, определение полной массы автомобиля.

В случае, когда известен прототип автомобиля нужно иметь ввиду, что новый автомобиль должен весить на 15% меньше.

Полная масса  автомобиля уменьшилась на:

Распределение массы автомобиля в снаряженном состоянии примерно одинаковое:

    

Распределение массы по осям трехосных неполноприводных автомобилей с колесной формулой 6x4: 

       

      2. Подбор шин:

      Максимальная и минимальная нагрузка на шину:

 

где - масса, которая приходится на самую нагруженную часть (тележка)

- количество шин наиболее нагруженной части (тележка)

- часть снаряженной массы,  приходящаяся на наименее нагруженную  ось (переднюю)

- количество шин наименее нагруженной части (передняя ось)

Максимальная  скорость грузового одиночного автомобиля массой более 3,5 т

Шины для проектируемого автомобиля выбираем из ГОСТ 5513-97 исходя из условий максимальной и минимальной нагрузки на шину, а также допустимой скорости.

Выбираем шины 10R22,5 радиальные бескамерные

Выбираем 

- нормативное значение, значит  подобран верно

Динамический  радиус:

Радиус качения:

 

3. Определение максимальной мощности двигателя: 

Уравнение мощностного  баланса при максимальной скорости

Найдем максимальную мощность двигателя:

где a, b, c – коэффициенты, которые характеризуют тип двигателя

- отношение угловой скорости  коленвала двигателя при максимальной скорости, к угловой скорости коленвала при максимальной мощности, для грузовых

Вторым условием определения мощности для грузового  автомобиля является обеспечение величины максимального динамического фактора при максимальной скорости:

 

Определяем максимальную мощность:

     где  - отношение критической скорости к скорости при максимальной мощности двигателя, для дизельных двигателей

Из двух значений мощности выбираем наибольшее 

Стендовая мощность:

  где    - коэффициент корректировки двигателя, равный 0,95

По найденной  стендовой мощности выбираем двигатель (мощность должна отличаться от стендовой  не более чем на 5%). Устанавливаем двигатель КамАЗ 740.13-260 
 

4. Определение  передаточных чисел агрегатов трансмиссии.

1). Определение максимального  и минимального  передаточного числа  трансмиссии. Определяем из условия преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги , заданного техническими условиями. Для этого используется уравнение силового баланса:

Т.к. при постоянной скорости движения ускорение разгона  равно 0 и сила сопротивления разгону  =0. Сила сопротивления воздуха в виду малой скорости =0, тогда:

Максимальная  тяговая сила на ведущих колесах:

Максимальная  сила сопротивления дороги:

, значит 

Находим :

 

 

Значение максимального  передаточного числа трансмиссии  проверяем по условию отсутствия буксования ведущих колес:

    где ;    

- передаточное число трансмиссии  по сцеплению ведущих колес  с дорогой;

- коэффициент продольного сцепления, принимаем 0,7 т.к. автомобиль движется по сухому асфальту в хорошем состоянии.

- сцепная масса, для автомобиля с задними ведущими колесами , =1,1…1,3   - часть полной массы автомобиля, приходящаяся на заднюю часть.

 

150180=150180  условие выполняется 

Условием отсутствия буксования ведущих колес служит неравенство:

64,95 < 87,3  условие выполняется 

Максимальное  передаточное число трансмиссии также должно удовлетворять условию обеспечения минимальной устойчивой скорости движения:

 

- минимальная устойчивая угловая  скорость вращения вала двигателя, 

n=600 об/мин;   

- минимальная устойчивая скорость  движения, принимаем 1,5…2 м/с для  грузовых.

Т.к.  то принимаем в качестве расчетного для максимального передаточного числа трансмиссии

 

Минимальное передаточное число трансмиссии определяют из условия обеспечения максимальной скорости движения:

- угловая скорость вращения  вала двигателя при максимальной  скорости движения;

- радиус качения колес;

- максимальная скорость автомобиля

Величина максимальной скорости приведена в техническом  задании, соответствующую ей угловую  скорость вала двигателя определяют по выражению:

- угловая скорость вращения  вала двигателя при максимальной  мощности;

=1

;     n=2200

 

2). Определение диапазона  передаточных чисел  и числа ступеней  трансмиссии.

Диапазон передаточных чисел трансмиссии равен отношению  максимального передаточного числа  трансмиссии к минимальному передаточному числу трансмиссии:

Исходя из диапазона  передаточных чисел выбираем 10 ступеней коробки передач

 

3). Определение передаточных  чисел ступеней  агрегатов трансмиссии. 

а). Определение передаточного числа главной передачи.

Передаточное  число главной передачи находят  из выражения:

- минимальное передаточное число  трансмиссии;

- минимальное передаточное число коробки передач

Т.к. коробка  передач многоступенчатая, то =0,75

б). Определение  передаточных чисел коробки передач.

10 передач это много, принимаем решение ограничить число передач до 5 – ти для обычных условий движения, т.е.

Максимальное  передаточное число коробки передач:

,  где n – число ступеней трансмиссии (5 ступеней)

где - передаточное число первой передачи (5,22)

- передаточное число пятой передачи ( =0,75) 

Затем находим  передаточное число каждой ступени  в отдельности: 

- передаточное число первой  передачи

;                           передаточное число второй передачи

;                        передаточное число третьей передачи

;                        передаточное число четвертой передачи

=0,75 - передаточное число пятой передачи 

Для сложных  дорожных условий  для обеспечения лучшей проходимости включаем раздаточную коробку и считаем понижающий ряд:

Находим передаточные числа при включенной раздаточной коробке:

- передаточное число первой  передачи

- передаточное число второй передачи

- передаточное число третьей передачи

- передаточное число четвертой передачи

- передаточное число пятой передачи 
 
 
 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Сравнительный анализ 

Сравним рассчитываемый автомобиль и прототип по динамическому фактору и достижению максимальной скорости 

Рис. 1.1 – Динамическая характеристика прототипа 
 

Рис. 2.2 - Динамическая характеристика рассчитываемого автомобиля 

Вывод:

По динамической характеристике прототипа и проектируемой  машины видно, что  проектируемый автомобиль преодолевает меньшие дорожные сопротивления ( ), в отличие от прототипа, который может преодолевать сопротивление дороги до . Для преодоления больших сопротивлений дороги у автомобиля имеется раздаточная коробка. Преимуществом проектируемого автомобиля является то, что он достигает большей максимальной скорости (95-100 км/ч), чем прототип, у которого максимальная скорость 80 км/ч.